DE102004039133A1

DE102004039133A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Umspritzung eines Kunststoff-Spritzgussteiles

Info

Publication number: DE102004039133A1
Application number: DE200410039133
Authority: DE
Inventors: Andreas Meyer; Detlev Edelhoff; Ramon Look; Norbert Eigler
Original assignee: Poschmann Ind Plastic & C GmbH; Poschmann Industrie-Plastic & Co KG GmbH
Current assignee: Poschmann Ind Plastic & C GmbH; Poschmann Industrie-Plastic & Co KG GmbH
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2006-03-02

Abstract

Dargestellt und beschrieben sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umspritzung eines Kunststoff-Spritzgussteiles. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Innenabstützung von hohlen Kunststoff-Spritzgussteilen im Zusammenhang mit der Umspritzung zu schaffen, womit auf einfache und zuverlässige Weise die Beschädigung der zu umspritzenden Teile verhindert werden kann. DOLLAR A Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich daraus, dass vor dem Umspritzen eine lose, aus festem Material gebildete Füllung in einen Innenraum des Spritzgussteiles eingefüllt wird, welches während des Umspritzens wenigstens den Teilbereich abstützt, dass nach dem Umspritzen das Füllmaterial lediglich durch Einwirkung der Schwerkraft aus dem Spritzgussbauteil entfernt wird und dass die Einrichtung zur Abstützung des zu umspritzenden Bereiches aus einer losen, aus festem Material bestehenden Füllung gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Umspritzen mindestens eines Teilbereiches zumindest eines Kunststoff-Spritzgussteiles mit wenigstens einem Hohlraum, wobei das mindestens eine Öffnung aufweisende Spritzgussteil während des Umspritzens zumindest in einem Teilbereich an der Innenumfangsfläche abgestützt wird.

Beim Umspritzen von Kunststoff-Spritzgussteilen besteht grundsätzlich das Problem, dass diese aufgrund der hohen Spritzdrücke kollabieren können. Aus dem druckschriftlich nicht bekannten Stand der Technik ist es in diesem Zusammenhang bekannt, zur Innenabstützung derartiger Kunststoff-Spritzgussteile kegelförmige Teile durch Öffnungen in die Hohlräume einzufahren, wobei die Einspritzstellen innenseitig auch durch ausfahrbare Schrägschieber gestützt werden können. Der technische Aufwand einer derartigen Innenabstützung ist jedoch sehr groß.

Darüber hinaus ist mit diesem Verfahren bzw. mit dieser Vorrichtung nur eine partielle Abstützung des zu umspritzenden Teiles möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein neues Verfahren zur Innenabstützung von hohlen Kunststoff-Spritzgussteilen bei der Umspritzung zu schaffen, mit der auf einfache und zuverlässige Weise die Beschädigung des zu umspritzenden Teiles verhindert werden kann.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere den Merkmalen des Kennzeichenteils, wonach vor dem Umspritzen eine lose, aus festem Material gebildete Füllung in einen Innenraum des Spritzgussteiles eingefüllt wird, welche während des Umspritzens wenigstens den Teilbereich abstützt und dass nach dem Umspritzen das Füllmaterial lediglich durch Einwirkung der Schwerkraft aus dem Kunststoff-Spritzgussbauteil entfernt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist zunächst den grundsätzlichen Vorteil auf, dass die aus festen Materialien gebildete Füllung sehr schnell in das zu umspritzende Teil gefüllt und auch wieder entfernt werden kann. Zugleich entsteht nach vollständiger Füllung des zu umspritzenden Teils ein quasi massives Bauteil, auf welches beim Umspritzen von außen erheblich höhere Drücke ausübbar sind, wobei trotzdem Schäden am zu umspritzenden Teil zuverlässig verhindert werden können.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in die Hohlräume des Spritzgussteils als Füllmaterial Stahlkugeln mit einem an die Innenmaße des Hohlraumes angepassten Durchmesser eingefüllt. Vorzugsweise wird ein Durchmesser von 6 mm gewählt. Hierbei ergibt sich zum einen eine definierte punktuelle, gleichmäßig über das gesamte hohle Spritzgussteil verteilte Abstützung im Bereich der Kontaktpunkte der Stahlkugeln mit der Innenumfangsfläche des zu umspritzenden Teiles. Zum anderen ist durch einfache Schwerkrafteinwirkung das Einfüllen und nach dem Umspritzen ein rückstandsloses Entfernen der Füllung ohne eine Notwendigkeit der Reinigung des Hohlraumes möglich, da die verwendeten Stahlkugeln abriebfrei eingefüllt und entfernt werden können.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren weist der Hohlraum des Spritzgussteils eine obere und untere Öffnung auf, wobei die untere Öffnung durch ein Verschlusselement verschlossen wird, durch die obere Öffnung das Füllmaterial eingebracht wird, nach dem Umspritzen die untere Öffnung wieder geöffnet wird und das Füllmaterial durch Einwirkung der Schwerkraft aus dem Spritzgussteil entfernt wird.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird ebenfalls vor dem Umspritzen in die obere Öffnung ein Verschlusselement so weit eingeführt, bis dass es zumindest teilweise am Füllmaterial anliegt. Durch dieses zweite, obere Verschlusselement kann darüber hinaus auf vorteilhafte Weise noch eine Kraft auf das Füllmaterial ausgeübt werden und somit beispielsweise auch die Füllung vergleichmäßigt werden.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Umspritzen mindestens eines Teilbereiches zumindest eines Kunststoff-Spritzgussteils mit mindestens einem Hohlraum und mindestens einer Öffnung, die eine Einrichtung zur Abstützung mindestens des zu umspritzenden Teilbereiches des Kunststoff-Spritzgussteils an der Innenumfangsfläche aufweist.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik sowie der oben genannten Aufgabe besteht die Lösung der Aufgabe in den Merkmalen des Anspruchs 7, insbesondere den Merkmalen des Kennzeichenteils, wonach die Einrichtung zur Abstützung des zu umspritzenden Bereiches aus einer losen, aus festem Material bestehenden Füllung gebildet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den grundsätzlichen Vorteil, dass mit ihr auf technisch sehr einfache Weise eine weitgehende Abstützung des zu umspritzenden Teiles erreicht werden kann.

Vorzugsweise wird die Einrichtung zur Abstützung des zu umspritzenden Bereiches aus einem Füllmaterial aus Stahlkugeln mit einem an die Innenmaße des Hohlraumes angepassten Durchmesser gebildet. Hierbei ergibt sich in definierten Abständen im Bereich der Kontaktfläche der Kugeln mit der Innenumfangsfläche eine allseitige Abstützung des zu umspritzenden Teiles.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
1 die perspektivische Darstellung eines Ansaugverteilers und
2 bis 6 Schnittdarstellungen des Ansaugverteilers gemäß 1 mit unterschiedlichem Stahlkugel-Füllungsgrad.
In den Zeichnungen ist ein Ansaugverteiler insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Der Ansaugverteiler 10 ist in perspektivischer Darstellung in 1 zu erkennen. Der Ansaugverteiler 10 weist zum nicht dargestellten Motor hin ein Unterteil 11 auf, an dem drei Rohrstutzen 12 einstückig stoffschlüssig angeordnet sind, die jeweils einen Anschraubflansch 13 aufweisen. Zwischen dem Unterteil 11 und dem Deckelteil 14 ist ein umlaufender Verbindungsbereich 15, in dem die vorgenannten Teile miteinander steckverbunden sind. Das Deckelteil 14 weist darüber hinaus eine Luftansaugöffnung 16 auf.
Zum Zwecke der gasdichten Verbindung von Unterteil 11 und Deckelteil 14 des Ansaugverteilers 10 müssen die beiden vorgenannten Teile 11 und 14 in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt werden, wobei dann die Erstellung einer nicht dargestellten gürtelartigen Umspritzung im Verbindungsbereich 15 erfolgt. Da dabei große Kräfte auf den Verbindungsbereich 15 einwirken, ist in den 2 bis 6 ein Verfahren zur Innenabstützung des Ansaugverteilers 10 im Schnitt dargestellt.
In der 2 erkennt man eine erste Schnittdarstellung des Ansaugverteilers 10, bei der eine zum Motorblock weisende Öffnung 16 (ohne umgebenden Flansch) nach oben zeigt. Oberhalb dieser Öffnung 16 ist ein Einfülltrichter 17 einschließlich Verschlussstopfen 18 dargestellt. Im Einfülltrichter 17 erkennt man – durch den Verschlussstopfen 18 blockiert – zahlreiche, vorzugsweise mit 6 mm Durchmesser versehene Stahlkugeln 19.
Des Weiteren ist im unteren Bereich der Schnittdarstellung nahe der Luftansaugöffnung 16 ein Verschlusselement E vorhanden, welches aus einem Stützkern 20 und einem Druckbolzen 21 gebildet wird.
Das Verschlusselement E einerseits sowie der Einfülltrichter 17, der Verschlussstopfen 18 und die Stahlkugeln 19 bilden zusammen eine Einrichtung zur Abstützung A des zu umspritzenden Ansaugverteilers 10.
Bei dem nächsten, in der 3 dargestellten Verfahrensschritt erkennt man, dass das Verschlusselement E mit dem Stützkern 20 und dem Druckbolzen 21 nun in der Luftansaugöffnung 16 angeordnet ist. Darüber hinaus hat der Verschlussstopfen 18 den Einfülltrichter 17 teilweise freigegeben und die Stahlkugeln 19 laufen in einen Hohlraum 22 des Ansaugverteilers 10.
In der 4 – wie auch in der 5 – erkennt man, dass nach und nach durch nachlaufende Stahlkugeln 19 der gesamte Hohlraum 22 des Ansaugverteilers 10 gefüllt wird.
Nach vollständiger Füllung wird letztlich gemäß 6 dann der Verschlussstopfen 18 so weit in den Hohlraum 22 eingefahren, bis er eng an den Stahlkugeln 19 anliegt. Damit ist eine vollständige, punktuelle Abstützung einer Innenumfangsfläche U des zu umspritzenden Bereiches erreicht und es besteht nunmehr auf nicht dargestellte Weise die Möglichkeit, im Verbindungsbereich 15 zwischen Unterteil 11 und Deckel 14 die gewünschte Umspritzung zur gasdichten Verbindung beider Teile 11 und 14 zu erstellen.
Obwohl bei diesem Umspritzungsvorgang große Kräfte auf den Ansaugverteiler 10 einwirken, kann dieser jedoch aufgrund der allseitigen, gleichmäßig punktuellen Abstützung der Innenumfangsfläche U nicht beschädigt werden. Nach der Herstellung des Umspritzungsbereiches 15 kann letztlich der Druckbolzen einschließlich des Stützkerns 20/21 entfernt werden, wodurch die Stahlkugeln 19 rückstandsfrei aus dem Ansaugverteiler 10 herauslaufen.

Claims

Verfahren zum Umspritzen mindestens eines Teilbereiches zumindest eines Kunststoff-Spritzgussteiles mit wenigstens einem Hohlraum, wobei das mindestens eine Öffnung aufweisende Kunststoff-Spritzgussteil während des Umspritzens zumindest in einem Teilbereich an der Innenumfangsfläche abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umspritzen eine lose, aus festem Material gebildete Füllung (19) in einen Innenraum des Kunststoff-Spritzgussteiles (10) eingefüllt wird, welches während des Umspritzens wenigstens den Teilbereich abstützt und dass nach dem Umspritzen das Füllmaterial (19) lediglich durch Einwirkung der Schwerkraft aus dem Kunststoff-Spritzgussteil (10) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlraum (22) des Kunststoff-Spritzgussteiles (10) als Füllmaterial Stahlkugeln (19) mit einem an die Innenmaße des Hohlraumes (22) anpassten Durchmesser eingefüllt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Stahlkugeln (19) vorzugsweise 6 mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (22) des Kunststoff-Spritzgussteiles (10) eine obere und eine untere Öffnung aufweist, dass die untere Öffnung durch ein Verschlusselement (E) verschlossen wird, dass durch die obere Öffnung das Füllmaterial (19) eingebracht wird, dass nach dem Umspritzen die untere Öffnung wieder geöffnet wird und das Füllmaterial (19) durch Einwirkung der Schwerkraft aus dem Kunststoff-Spritzgussteil (10) entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umspritzen in die obere Öffnung ebenfalls ein Verschlusselement (E) soweit eingeführt wird, bis das es zumindest teilweise am Füllmaterial (19) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (E) eine Kraft auf das Füllmaterial (19) ausübt.
Vorrichtung zum Umspritzen mindestens eines Teilbereiches zumindest eines Kunststoff-Spritzgussteiles mit wenigsten einem Hohlraum und mindestens einer Öffnung, die eine Einrichtung zur Abstützung wenigstens des zu umspritzenden Teilbereiches des Kunststoff-Spritzgussteiles an der Innenumfangsfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Abstützung (A) des zu umspritzenden Bereiches aus einer losen, aus festem Material bestehenden Füllung gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial aus Stahlkugeln (19) mit einem an die Innenmaße des Hohlraumes (22) angepassten Durchmesser gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Abstützung (A) mindestens ein Verschlusselement (E) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (E) aus einem Druckbolzen (21) und einem Stützkern (20) gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Abstützung (A) für ein Kunststoff-Spritzgussteil (10) mit einer unteren und oberen Öffnung ein der unteren Öffnung zugeordnetes Verschlusselement (E) und einen der oberen Öffnung zugeordneten Einfülltrichter (17) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Abstützung (A) einen zusätzlichen Verschlussstopfen (18) für die obere Öffnung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verschlussstopfen (18) konusförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verschlussstopfen (18) eine Kraft auf das Füllmaterial (19) ausübt.